JP5648155B2 - アリールアセチレン含有樹脂およびその製造方法、および当該樹脂を用いたひずみセンサ - Google Patents
アリールアセチレン含有樹脂およびその製造方法、および当該樹脂を用いたひずみセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5648155B2 JP5648155B2 JP2010240060A JP2010240060A JP5648155B2 JP 5648155 B2 JP5648155 B2 JP 5648155B2 JP 2010240060 A JP2010240060 A JP 2010240060A JP 2010240060 A JP2010240060 A JP 2010240060A JP 5648155 B2 JP5648155 B2 JP 5648155B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- general formula
- group
- represented
- containing resin
- strain sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims description 56
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- -1 diisocyanate compound Chemical class 0.000 claims description 31
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 15
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 15
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 10
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000003107 substituted aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 125000005677 ethinylene group Chemical group [*:2]C#C[*:1] 0.000 claims 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims 1
- 125000005156 substituted alkylene group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000005649 substituted arylene group Chemical group 0.000 claims 1
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 4
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 4
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 4
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- ZMKVBUOZONDYBW-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxecane-2,5-dione Chemical compound O=C1CCC(=O)OCCCCO1 ZMKVBUOZONDYBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZYVYEJXMYBUCMN-UHFFFAOYSA-N 1-methoxy-2-methylpropane Chemical compound COCC(C)C ZYVYEJXMYBUCMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- 125000001622 2-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C(*)C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-M 4-hydroxybutyrate Chemical compound OCCCC([O-])=O SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000007 Nylon MXD6 Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 238000001530 Raman microscopy Methods 0.000 description 1
- RTXVVHMNRAUUPK-UHFFFAOYSA-N [4-[2-[4-(hydroxymethyl)phenyl]ethynyl]phenyl]methanol Chemical group OCC1=CC=C(C=C1)C#CC1=CC=C(C=C1)CO RTXVVHMNRAUUPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYPTUSWCYQCXSX-UHFFFAOYSA-N [4-[2-[4-[2-[4-(hydroxymethyl)phenyl]ethynyl]phenyl]ethynyl]phenyl]methanol Chemical compound OCc1ccc(cc1)C#Cc1ccc(cc1)C#Cc1ccc(CO)cc1 QYPTUSWCYQCXSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005428 anthryl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C3C(*)=C([H])C([H])=C([H])C3=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- LLCSWKVOHICRDD-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diyne Chemical group C#CC#C LLCSWKVOHICRDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002510 isobutoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000005921 isopentoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003253 isopropoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(O*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000006606 n-butoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000003506 n-propoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000005484 neopentoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000001037 p-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- UQGPCEVQKLOLLM-UHFFFAOYSA-N pentaneperoxoic acid Chemical compound CCCCC(=O)OO UQGPCEVQKLOLLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 1
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000015 polydiacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002215 polytrimethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000004213 tert-butoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(O*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
本発明は、顕微ラマン分光法を用いて、ラマン不活性な材料からなる部品の微小領域に生じたひずみを測定可能とするひずみセンサに用いるオリゴアリールアセチレン含有樹脂、その製造方法、それを用いたひずみセンサ及びひずみセンサ作製用溶液、並びに微小部分のひずみ測定方法に関するものである。
製品の信頼性向上、長寿命化の観点から、微小領域の応力・ひずみ測定への要求は高い。顕微ラマン分光法は、μｍオーダーの高い空間分解能を有するため、微小部分の観測に適しており、特定のラマン活性材料については微小部の応力・ひずみ測定に用いられている。ラマン不活性の材料に対する顕微ラマン分光を用いたひずみ測定法およびそれに用いるひずみセンサは、非特許文献１及び非特許文献２に記載されている。
上記文献によると、このセンサに用いる材料は、合成したジアセチレン含有ポリマー（下記式（ａ））のフィルムを１００℃、４０時間加熱することにより、ポリ（ジアセチレン）（下記式（ｂ））へと変換することにより得ている。
この文献において、ひずみセンサとしての特性は、試験片の表面にポリマー（ｂ）を成膜し、種々の力を加えてひずみを与えながらラマンスペクトルを測定し、アセチレン部分由来のピークの位置の変化を見ることにより評価されている。
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７，５９５８（１９９２） Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２５，６８４（１９９２）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７，５９５８（１９９２） Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２５，６８４（１９９２）
しかし、前記手法により成膜する方法においては、プレポリマー膜（ａ）の作製を行った後で、１００℃で４０時間という長時間加熱をしなければならないので、作業環境等に大きな制約がある。例えば、炉に入らない大型部品や取り外しのできない部品は処理できないなど、対象物に制約が生じる。また、プラスチック等の耐熱性の低い部品には適用できないという制約がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、加熱を必要としない簡略化されたプロセスによってひずみや応力を測定することができる新規なオリゴアリールアセチレン含有樹脂、その製造方法、それを用いたひずみセンサ及びひずみセンサ作製用溶液、並びに微小部分のひずみ測定方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記一般式（１）で表されるオリゴアリールアセチレン、一般式（２）で表される樹脂化合物、および一般式（３）で表されるジイソシアネートの三成分をモノマーとする重合体が前記条件に合致することを見出した。この化合物は、ラマンスペクトルの測定において三重結合由来のシグナルが強く現れるため、センサとして好適に用いることができる。このポリマーは、膜にすることにより分子間のπ−πスタッキングが起こるため、成膜した後処理として加熱させなくても配向性を制御することができる。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に置換されていてもよいアリール基、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基または水素原子を示し、ｍは正の整数である。）
（式中、Ｒ５は樹脂化合物を構成する高分子鎖を示す。）
（式中、Ｒ６は置換されていてもよい二価のアルキル基、または置換されていてもよい二価のアリール基を示す。）
前記一般式（１）で表されるオリゴアリールアセチレン、一般式（２）で表される樹脂化合物、および一般式（３）で表されるジイソシアネートの三成分をモノマーとする重合体は、下記一般式（４）で表される。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に置換されていてもよいアリール基、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基または水素原子を示し、ｍは正の整数である。Ｒ５は樹脂化合物を構成する高分子鎖を示す。Ｒ６は置換されていてもよい二価のアルキル基または置換されていてもよい二価のアリール基を示し、ｐは共重合の割合で０＜ｐ≦１であり、ｎは平均重合度である。）
前記一般式（４）に示した共重合体は、オリゴアリールアセチレンとイソシアネートが結合したユニット（Ｉ）と、樹脂化合物とイソシアネートが結合したユニット（ＩＩ）からなっている。ユニット（Ｉ）とユニット（ＩＩ）は、交互に結合していてもランダムに結合していてもよい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に置換されていてもよいアリール基、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基または水素原子を示し、ｍは正の整数である。Ｒ６は置換されていてもよい二価のアルキル基または置換されていてもよい二価のアリール基を示す。）
（Ｒ５は樹脂化合物を構成する高分子鎖を示し、Ｒ６は置換されていてもよい二価のアルキル基または置換されていてもよい二価のアリール基を示す。）
前記一般式（１）および一般式（４）においてＲ１〜Ｒ４で示されるアルキル基としては、メチル、エチル、ｎ−またはｉｓｏ−プロピル、ｎ−、ｉｓｏ−またはｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−、ｉｓｏ−またはｎｅｏ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル等の直鎖、分岐、環状の炭素数１〜２４、好ましくは１〜１２のアルキル基が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、ｏ−、ｍ−、ｐ−トリル基、１−および２−ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基等の炭素数６〜５０、好ましくは６〜３２のアリール基が挙げられる。
前記一般式（１）および一般式（４）においてＲ１〜Ｒ４で示されるアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、ｎ−またはｉｓｏ−プロポキシ、ｎ−、ｉｓｏ−またはｔｅｒｔ−ブトキシ、ｎ−、ｉｓｏ−またはｎｅｏ−ペントキシ、ｎ−ヘキソキシ、シクロヘキソキシ、ｎ−ヘプトキシ、ｎ−オクトキシ等の直鎖、分岐、環状の炭素数１〜２４、好ましくは１〜１２のアルコキシ基があげられる。アリーロキシ基としては、フェノキシ基、ｏ−、ｍ−、ｐ−トリロキシ基、１−および２−ナフトキシ基、アントロキシ基、フルオレニル基等の炭素数６〜５０、好ましくは６〜３２のアリーロキシ基が挙げられる。
前記一般式（３）および一般式（４）において、Ｒ６で表される二価のアルキル基としては、メチレン、エタン−１，２−ジイル、エタン−１，１−ジイル、プロパン−１，１−ジイル、プロパン−１，２−ジイル、プロパン−１，３−ジイル等の直鎖、分岐の炭素数１〜２０、望ましくは２〜８の二価のアルキル基が挙げられる。
また、前記一般式（３）および一般式（４）において、Ｒ６で表される二価のアリール基としては、ｏ−フェニレン、ｐ−フェニレン、チオフェン−２，５−ジイル、チオフェン−２，３−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，３−ジイル、ピリジン−４，５−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、アントラセン−９，１０−ジイル、アントラセン−１，４−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、アントラセン−１，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ジフェニルメタン−４，４’−ジイルが挙げられ、これらの芳香族化合物の芳香環上が置換された化合物も含まれる。
また、前記一般式（３）および一般式（４）において、Ｒ６で表される二価のアリール基の芳香環上が置換された化合物としては、アルコキシベンゼン−１，４−ジイル、アルキルベンゼン−１，４−ジイル、アリールベンゼン−１，４−ジイル、アリーロキシベンゼン−１，４−ジイル、２，５−、２，３−、２，６−ジアルコキシベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５−トリアルコキシベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５，６−テトラアルコキシベンゼン−１，４−ジイル、２，５−、２，３−、２，６−ジアルキルベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５−トリアルキルベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５，６−テトラアルキルベンゼン−１，４−ジイル、２，５−、２，３−、２，６−ジアリールベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５−トリアリールベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５，６−テトラアリールベンゼン−１，４−ジイル、２，５−、２，３−、２，６−ジアリーロキシベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５−トリアリーロキシベンゼン−１，４−ジイル、２，３，５，６−テトラアリーロキシベンゼン−１，４−ジイル、アルコキシチオフェン−２，５−ジイル、アルキルチオフェン−２，５−ジイル、アリールチオフェン−２，５−ジイル、アリーロキシチオフェン−２，５−ジイル、ジアルコキシチオフェン−２，５−ジイル、ジアルキルチオフェン−２，５−ジイル、ジアリールチオフェン−２，５−ジイル、ジアリーロキシチオフェン−２，５−ジイル、９，９−ジアルコキシフルオレン−２，７−ジイル、９，９−ジアリールフルオレン−２，７−ジイル、９，９−ジアリーロキシフルオレン−２，７−ジイルなどが挙げられる。
前記一般式（１）〜（４）においてＲ１〜Ｒ４およびＲ６が有する「置換されていてもよい」の置換基としては、後記する重合反応に関与しないものであればよく、例えば、前記したアルコキシ基、アルキル基、アリール基、アリーロキシ基が挙げられる。
Ｒ５で示される樹脂化合物を構成する高分子鎖は、イソシアネート化合物と化学結合するための官能基を有する高分子からなる高分子鎖であれば用いることができる。このような基材ポリマーとして、例えば、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等、末端にカルボキシ基やアミノ基やヒドロキシ基を有するポリマーが挙げられる。これらの樹脂はそれらの末端官能基に架橋剤を結合させることができる。このような樹脂として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン−ＭＸＤ ６等が挙げられる。また、基材ポリマーとして化学結合するための官能基を有する生分解性高分子を用いることもできる。このような生分解性高分子として、例えば、ポリ乳酸、澱粉、酢酸セルロース、（キトサン／セルロース／澱粉）、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリ（ブチレンサクシネート／アジペート）、ポリ（ブチレンサクシネート／カーボネート）、ポリエチレンサクシネート、ポリ（ブチレンサクシネート／テレフタレート）、ポリビニルアルコール、ポリ（ヒドロキシブチレート／ヒドロキシバリレート等が挙げられる。
前記一般式（４）で表される樹脂化合物は、オリゴアリールアセチレンジオール（前記一般式（１））、樹脂化合物（前記一般式（２））、二価のイソシアネート（前記一般式（３））を溶媒に溶かし、加熱反応を行うことにより、得ることができる。この場合の反応は式（ｃ）で表される。
この重合においては、この種の反応において通常用いられる種々の溶媒を用いることができる。これを例示すれば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等である。
前記一般式（４）および式（ｃ）において、ｐはオリゴアリールアセチレンの導入率であり、０＜ｐ≦１の任意の値をとることができる。
前記一般式（４）および式（ｃ）において、ｎは平均重合度であり、１＜ｎの任意の値を取ることができる。
本発明のオリゴアリールアセチレン含有樹脂を用いて、これを被測定物の表面に貼着し、ひずみセンサとして用いることができる。すなわち、本発明の微小部分のひずみ測定方法は、本発明のオリゴアリールアセチレン含有樹脂を被測定物の表面に貼着してひずみセンサとする第１工程と、該被測定物に応力またはひずみを付与しつつ、該被測定物に貼着されたひずみセンサの所定位置におけるラマンスペクトルを測定する第２工程とを有することを特徴とする。
オリゴアリールアセチレン含有樹脂を被測定物の表面に貼着するには、本発明のオリゴアリールアセチレン含有樹脂を溶媒に溶解してひずみセンサ作製用溶液とし、これを被測定物表面に塗布し乾燥させることにより行うことができる。本発明のオリゴアリールアセチレン含有樹脂は、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、トリフルオロ酢酸等の有機酸、トルエンやＴＨＦ、ＤＭＦ等の通常の有機溶剤に容易に結晶化することなく溶解するから、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法等の通常の塗布法を用いて簡易に成膜化して薄膜を形成できるものであるため、ひずみセンサの構成材料に用いることが可能である。
本発明によれば、測定対象物を加熱しなくてもひずみセンサ膜を測定対象部物に貼着することができるため、測定対象物を炉内に入れる必要が無くなり、対象物の寸法や材料の制約が取り除かれる。このため、多種多様な形状や材料の部材の微小部のひずみ測定が可能となる。さらに、ひずみセンサの成膜を対象物の使用現場で、かつ部材の任意箇所に対して行えるため、実部品に発生するひずみを実負荷状態で測定できるようになる。
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例１
（ｍ＝２のアリールアセチレン含有樹脂の合成）
窒素雰囲気下、両末端がヒドロキシ基のポリプロピレングリコール（一般式（２），Ｒ５＝ポリプロピレングリコール，分子量４００）４０１ｍｇと、１，４−ビス｛（４−ヒドロキシメチルフェニル）エチニル｝ベンゼン（一般式（１），Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝２）３３９ｍｇを５ｍＬのＤＭＦに溶かした溶液に、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（一般式（３），Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル）５０１ｍｇを加えて油浴下で１００℃で２４時間撹拌した。その後、反応溶液を水に注ぐことにより析出した粉末をろ過し、減圧乾燥することにより、樹脂１（一般式（４）、Ｒ５＝ポリプロピレングリコール，Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝２，ｐ＝０．５）を１．０１ｇの白い粉末として得た。樹脂１はＤＭＦに高い溶解性を示し、クロロホルムには部分可溶であった。
（ｍ＝２のアリールアセチレン含有樹脂の合成）
窒素雰囲気下、両末端がヒドロキシ基のポリプロピレングリコール（一般式（２），Ｒ５＝ポリプロピレングリコール，分子量４００）４０１ｍｇと、１，４−ビス｛（４−ヒドロキシメチルフェニル）エチニル｝ベンゼン（一般式（１），Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝２）３３９ｍｇを５ｍＬのＤＭＦに溶かした溶液に、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（一般式（３），Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル）５０１ｍｇを加えて油浴下で１００℃で２４時間撹拌した。その後、反応溶液を水に注ぐことにより析出した粉末をろ過し、減圧乾燥することにより、樹脂１（一般式（４）、Ｒ５＝ポリプロピレングリコール，Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝２，ｐ＝０．５）を１．０１ｇの白い粉末として得た。樹脂１はＤＭＦに高い溶解性を示し、クロロホルムには部分可溶であった。
得られた樹脂１のＩＲスペクトルの吸収ピーク波数は以下の通りである。３３３３，２９４０，２８６７，１７２７，１５９７，１５３１，１５１１，１４５９，１４１３，１３７６，１３０８，１２１７，１１６０，１１０４，１０６０，１０１７，９１５，８３８，８１７，７６７，７３５，６３５，６１５ｃｍ−１
得られた樹脂１のクロロホルム可溶部の数平均分子量は２４００（ｎ＝１．９）、重量平均分子量は４１００（ｎ＝３．３）であった。得られた樹脂１のラマンスペクトルのＣ≡Ｃ由来のピーク波数は２２１２ｃｍ−１であった。
（樹脂のセンシング特性の評価）
樹脂１をＤＭＦに溶かして金属板にキャストした。自然乾燥させて成膜した後、続いて、金属板を曲げて、膜に引張りひずみを与えながらラマンスペクトルを測定することにより、ひずみセンサとしての特性を調べた。
樹脂１をＤＭＦに溶かして金属板にキャストした。自然乾燥させて成膜した後、続いて、金属板を曲げて、膜に引張りひずみを与えながらラマンスペクトルを測定することにより、ひずみセンサとしての特性を調べた。
金属板を曲げる前の樹脂１のラマンスペクトルのＣ≡Ｃ由来のピーク波数が２２１２ｃｍ−１であったのに対し、金属板を曲げた状態の樹脂１のラマンスペクトルを測定したところ、Ｃ≡Ｃ由来のピーク波数は２２０８ｃｍ−１となり、ひずみによるピーク波数の移動が確認できた。
実施例２
（ｍ＝１のアリールアセチレンアセチレン含有樹脂の合成）
窒素雰囲気下、両末端がヒドロキシ基のポリカプロラクトン（一般式（２），Ｒ５＝ポリカプロラクトン，分子量：１２５０）を３１３ｍｇと、１２５ｍｇの４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（一般式（３），Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル）、６０ｍｇのビス（４−ヒドロキシメチルフェニル）アセチレン（一般式（１），Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝１）を５ｍＬのＤＭＦに溶かして１００℃で７２時間撹拌した。その後、反応溶液をメタノールに注ぐことにより析出した粉末をろ過し、減圧乾燥することにより、アセチレンを含有する樹脂２（一般式（４），Ｒ５＝ポリカプロラクトン，Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝１，ｐ＝０．５）を１３８ｍｇの白色の粉末として得た。樹脂２はＤＭＦに高い溶解性を示し、クロロホルムには部分可溶であった。
（ｍ＝１のアリールアセチレンアセチレン含有樹脂の合成）
窒素雰囲気下、両末端がヒドロキシ基のポリカプロラクトン（一般式（２），Ｒ５＝ポリカプロラクトン，分子量：１２５０）を３１３ｍｇと、１２５ｍｇの４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（一般式（３），Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル）、６０ｍｇのビス（４−ヒドロキシメチルフェニル）アセチレン（一般式（１），Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝１）を５ｍＬのＤＭＦに溶かして１００℃で７２時間撹拌した。その後、反応溶液をメタノールに注ぐことにより析出した粉末をろ過し、減圧乾燥することにより、アセチレンを含有する樹脂２（一般式（４），Ｒ５＝ポリカプロラクトン，Ｒ６＝ジフェニルメタン−４，４’−ジイル，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝水素原子，ｍ＝１，ｐ＝０．５）を１３８ｍｇの白色の粉末として得た。樹脂２はＤＭＦに高い溶解性を示し、クロロホルムには部分可溶であった。
得られた樹脂２のＩＲスペクトルの吸収ピーク波数は以下の通りである。３３１１，３０３３，２９４１，２８６８，１７２９，１６４２，１５９３，１５３７，１５１０，１４６３，１４１３，１３７８，１３０４，１２２１，１２０１，１１６０，１１０７，１０６０，１０１７，９１５，８５７，８１５，７６９，６３９ｃｍ−１
得られた樹脂２のクロロホルム可溶部の数平均分子量は５１００（ｎ＝２．６）、重量平均分子量は８９００（ｎ＝４．５）であった。また、ラマンスペクトルのＣ≡Ｃ由来のピーク波数は２２１４ｃｍ−１であった。
（樹脂のセンシング特性の評価）
樹脂２をＤＭＦに溶かして基質にキャストし成膜した後、実施例１の場合と同様の方法でひずみセンサとしての特性を調べた。
樹脂２をＤＭＦに溶かして基質にキャストし成膜した後、実施例１の場合と同様の方法でひずみセンサとしての特性を調べた。
基質として金属板を用い、これを曲げる前の樹脂２のラマンスペクトルのＣ≡Ｃ由来のピーク波数が２２１４ｃｍ−１であった（図１参照）のに対し、金属板を曲げた状態での樹脂２のラマンスペクトルを測定したところ、Ｃ≡Ｃ由来のピーク波数は２２１１ｃｍ−１となり（図２参照）、ひずみによるピーク波数の移動が確認できた（図３参照）。
基質として金属ワイヤを用い、ひずみを加えた時のひずみの大きさと樹脂２のピーク波数の変化との関係を調べたところ、図４に示したような直線関係を示した。
Claims (10)
- 下記一般式（１）に示すオリゴアリールアセチレンジオール、一般式（２）に示す樹脂化合物、及び一般式（３）に示すジイソシアネートを共重合させて得られるアリールアセチレン含有樹脂。
- 下記一般式（４）に示したオリゴアリールアセチレン含有樹脂化合物。
- 前記一般式（１）および一般式（４）において、ｍ＝１またはｍ＝２であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のオリゴアリールアセチレン含有樹脂。
- 前記一般式（２）および一般式（４）において、Ｒ５はポリオキシアルキレン鎖又はポリエステル鎖であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のオリゴアリールアセチレン含有樹脂。
- 前記一般式（３）および一般式（４）において、Ｒ６＝４，４’−ジフェニルメチル基であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のオリゴアリールアセチレン含有樹脂。
- 前記一般式（１）に示すオリゴアリールアセチレンジオール、一般式（２）に示す両末端がヒドロキシ基の樹脂化合物、及び一般式（３）に示すジイソシアネート化合物を共重合させることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の樹脂の製造方法。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に示したアリールアセチレン含有樹脂からなり、被測定物の表面に貼着されることを特徴とするひずみセンサ。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に示したアリールアセチレン含有樹脂を溶媒に溶解させてなることを特徴とするひずみセンサ作製用溶液。
- 請求項７のひずみセンサを被測定物に貼着させる第１工程と、該被測定物に応力を付与しつつ、該被測定物に貼着されたひずみセンサの所定位置におけるラマンスペクトルを測定する第２工程と、を有することを特徴とする微小部分のひずみ測定方法。
- 前記第１工程は請求項８に記載のひずみセンサ作製用溶液を被測定物表面に塗布し乾燥させることにより行うことを特徴とする請求項９記載の微小部分のひずみ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010240060A JP5648155B2 (ja) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | アリールアセチレン含有樹脂およびその製造方法、および当該樹脂を用いたひずみセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010240060A JP5648155B2 (ja) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | アリールアセチレン含有樹脂およびその製造方法、および当該樹脂を用いたひずみセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012092211A JP2012092211A (ja) | 2012-05-17 |
| JP5648155B2 true JP5648155B2 (ja) | 2015-01-07 |
Family
ID=46385942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010240060A Expired - Fee Related JP5648155B2 (ja) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | アリールアセチレン含有樹脂およびその製造方法、および当該樹脂を用いたひずみセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5648155B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4767826A (en) * | 1985-07-18 | 1988-08-30 | Polytechnic Institute Of New York | Radiation-sensitive polymers |
| US4743628A (en) * | 1986-08-06 | 1988-05-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Polyurethane foams incorporating alkoxylated aromatic diamine and acetylenic glycol |
| DE4033221A1 (de) * | 1990-10-19 | 1992-04-23 | Bayer Ag | Zweikomponenten-polyurethanklebstoffe |
| DE19537608A1 (de) * | 1995-10-09 | 1997-04-10 | Rhone Poulenc Fibres Et Polyme | Polyurethan-Elastomere, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
| JP2001294541A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-23 | Dainippon Ink & Chem Inc | トラン誘導体の製造方法 |
| US7816472B2 (en) * | 2004-08-19 | 2010-10-19 | 3M Innovative Properties Company | Polydiacetylene polymer compositions and methods of manufacture |
| JP5391410B2 (ja) * | 2008-10-20 | 2014-01-15 | 名古屋市 | 内部アルキン含有樹脂を用いたひずみセンサ |
-
2010
- 2010-10-26 JP JP2010240060A patent/JP5648155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012092211A (ja) | 2012-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Synthesis, characterization and hydrolysis of aromatic polyazomethines containing non-coplanar biphenyl structures | |
| Bazzar et al. | Novel fluorescent light-emitting polymer composites bearing 1, 2, 4-triazole and quinoxaline moieties: Reinforcement and thermal stabilization with silicon carbide nanoparticles by epoxide functionalization | |
| Sivasankarapillai et al. | Lignin valorization by forming toughened lignin-co-polymers: Development of hyperbranched prepolymers for cross-linking | |
| US20150344626A1 (en) | Dianhydride and polyimide | |
| Wang et al. | A new curing agent for self-curable system of aqueous-based PU dispersion | |
| Houston et al. | Supramolecular engineering polyesters: endgroup functionalization of glycol modified PET with ureidopyrimidinone | |
| JP5391410B2 (ja) | 内部アルキン含有樹脂を用いたひずみセンサ | |
| KR102060190B1 (ko) | 폴리이미드계 랜덤 공중합체 및 이를 포함하는 폴리이미드계 필름 | |
| JP5648155B2 (ja) | アリールアセチレン含有樹脂およびその製造方法、および当該樹脂を用いたひずみセンサ | |
| Chern et al. | Synthesis and characterization of new polyesters derived from 1, 6-or 4, 9-diamantanedicarboxylic acyl chlorides with aryl ether diols | |
| Al-Muaikel | Synthesis and characterization of new unsaturated polyesters and copolyesters containing azo groups in the main chain | |
| WO2006091901A1 (en) | Processes using alpha, omega-difunctional aldaramides as monomers and crosslinkers | |
| KR20120110137A (ko) | 신규 폴리아조메틴 | |
| Hsiao et al. | Synthesis of soluble and thermally stable triptycene-based poly (amide-imide) s | |
| KR102193141B1 (ko) | 폴리아미드 수지의 제조방법 | |
| Grigoras et al. | Synthesis and characterization of linear, branched and hyperbranched triphenylamine-based polyazomethines | |
| Namgoong et al. | Micro-chemical structure of polyaniline synthesized by self-stabilized dispersion polymerization | |
| US11390598B2 (en) | Diamine compound with Meldrum's acid group and related polymer thereof | |
| Qiao et al. | Synthesis and shape memory behavior study of hyperbranched poly (urethane-tetrazole) | |
| Shin et al. | Synthesis and characterization of organosoluble luminescent poly (amide-imide) s | |
| Mansour et al. | Synthesis and characterisation of poly (ester-amide) s from aromatic bisoxazoline precursors | |
| He et al. | Electroactive polymer with oligoanilines in the main chain and azo chromophores in the side chain: synthesis, characterization and dielectric properties | |
| Kaya et al. | Synthesis, characterization, thermal stability, conductivity, and band gaps of substitute oligo/polyamines or polyphenol | |
| Shahkarami et al. | Engineered Conductive Green Epoxy Hardener: Star-Shaped Bio-based Core Functionalized with Conjugated Oligoaniline via Microwave Irradiation | |
| Hamciucţ et al. | Heterocyclic polyamides with pendent imide groups |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130925 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140617 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140722 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20140722 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141005 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5648155 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |